第三章生物质结构及成分分析ppt课件.ppt

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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-11 第三章第三章生物质的结构及组成生物质的结构及组成 2022-8-11我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-12 生物质是多种多样的，它包括植物、动物和微生物。其组成成分也多种多样，主要成分有纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、烃类等。从能源利用的角度看，利用潜力较大的是由纤维素、半纤维素组成的全纤维素类生物质，因此，本章重点介

2、绍植物类生物质的结构及组成。2022-8-12我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-133.1.1 纤维素（掌握）3.1.2 半纤维素（掌握）3.1.3 木质素（掌握）3.1.4 蛋白质（了解）3.1.5 淀粉（了解）3.1.6 其它有机物（了解）3.1.7 其它无机物（了解）3.1生物质的组分与化学结构生物质的组分与化学结构2022-8-13我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物202

3、2-8-14一、什么是纤维素一、什么是纤维素就化学结构而言，纤维素是由许多-D-葡萄糖基通过1，4苷键连接起来的线形高分子化合物，其英文名为“cellulose”。 Anselne Payen在1938年用木材经硝酸、氢氧化钠溶液交替处理后，分离出一种均匀的化合物而首次定下来的；并且认为它是“细胞的基本物质”，除此以外的物质，则认为是“结壳物质(incrusting material)” 纤维(fiber)是形态学上的概念是指细而长的物质而言植物纤维(plant fiber)是指植物体内细而长的细胞纤维素纤维是指完全由纤维素组成的细而长的细胞2022-8-14我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的

4、东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-15二、纤维素纤维的分布、形态二、纤维素纤维的分布、形态 木材纤维：针叶材纤维和阔叶材纤维 草类纤维：禾木科（禾木亚科、竹亚科） 韧皮纤维：亚麻、大麻、桑皮2022-8-15我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-16三、纤维素的化学结构三、纤维素的化学结构 D-吡喃葡萄糖酐(1-5)彼此以(1-4)苷键连结而成的线形巨分子，其化学式为C6H10O5，化学结构的实验分子式

5、为(C6H10O5)n(n为聚合度)，含碳44.44%，氢6.17%，氧49.39%三种元素组成。 纤维素完全水解时得到99%的葡萄糖，纤维素分子式为C6H10O5，说明有一度的未饱和，其还原反应产物，证明相当于六个碳原子组成的直链，并存在着碳酰基。 天然纤维素的平均聚合度很高，例如单球法囊藻平均聚合度，为26500-44000，棉花纤维的次生壁为13000-14000，韧皮纤维为7000-15000，木浆纤维素为700010000，细菌纤维素200037002022-8-16我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表

6、里边有一个活的生物2022-8-17葡萄糖的环形结构葡萄糖的环形结构 葡萄糖的碳酰基是半缩醛基(hemiacetal group)，很多实验证明葡萄糖有一个醛基，这个醛基位于葡萄糖分子的端部，且是半缩醛的形式。 葡萄糖半缩醛结构的立体环为(1-5)连接已证明葡萄糖的半缩醛基由同一葡萄糖分子中的两种基团形成，所以是环状的半缩醛结构，位于C5上的羟基优先与醛羰酰基起作用，形成Cl-C5糖苷键（glycosidic bond)连接的六环(吡喃环)结构。2022-8-17我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的

7、生物2022-8-18葡萄糖的环形结构葡萄糖的环形结构 葡萄糖的三个游离羟基位于2，3，6三个碳原子上由于葡萄糖环内为(1-5)连接，葡萄糖酐间形成(1-4)连接(详下)，所以留下三个羟基，经证明分别为位于C2，C3上的仲羟基和位于C6上的伯羟基 这三个经基的酸性大小按C2，C3，C6位排列，反应能力也不同，C6位上羟基的酯化反应速度比其它两位羟基约快10倍，C2位上羟基的醚化反应速度比C3位上的羟基快两倍左右。2022-8-18我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-19葡萄糖的立体

8、异构体葡萄糖的立体异构体葡萄糖是一种醛式单糖，目前沿用三种结构式加以表示：A：投影结构式(又称Fischer结构式或直链结构式)； B：Haworth结构式(又称透视结构式或环形结构式)；C：构象结构式2022-8-19我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-110葡萄糖的立体异构体葡萄糖的立体异构体 葡萄糖有四个不对称碳原子，可形成2n(n为不对称碳原子数)个构型异构体，葡萄糖的16个构型异构体中，最重要的异构化形式如下： D-型和L-型 吡喃糖和呋喃糖环的结构 和异构2022-8-

9、110我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-111葡萄糖的立体异构体葡萄糖的立体异构体D-型和L-型： 投影式中，伯醇碳原子邻接的不对称碳原子上的羟基位于右边时，定为D-型，位于左边时，定为L-型天然生成的葡萄糖为D-型。 存在不对称碳原子的化合物，能够使平面偏振光向右或向左旋转，分别称为右旋(+)和左旋(-)。旋光方向的不同称为旋光异构所以按构型和旋光异内性质的不同，一个化合物可以定为D(+)，D(-)、L(+)或L(+),L(-).纤维素中的葡萄糖属于D(+)异构2022-8-1

10、11我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-1122022-8-112我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-113葡萄糖的立体异构体葡萄糖的立体异构体吡喃糖和呋喃糖环的结构 对于葡萄糖，经由1-4四个碳原子和一个氧原于形成的五环结构称呋喃葡萄糖 经由1-5五个碳原子和一个氧原子形成的六环结构称吡喃葡萄糖。葡萄糖水溶液中99%为吡喃葡萄糖2022-8-113我吓了一跳，蝎子是多

11、么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-114葡萄糖的立体异构体葡萄糖的立体异构体和异构 葡萄糖的环形结构是半缩醛，在水溶液中保持环形结构，C1位上的羟基位于Haworth结构式的下面或上面，得到或的异构体2022-8-114我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-115葡萄糖的立体异构体葡萄糖的立体异构体和异构 纤维素中的葡萄糖属于-D-吡喃葡萄糖 葡萄糖水溶液中，异构体互相转变36%为-D-吡

12、喃葡萄糖，63%为 -D-吡喃葡萄糖2022-8-115我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-116四、纤维素的聚集态（超分子）结构四、纤维素的聚集态（超分子）结构 纤维素的聚集态结构即所谓超分子结构。纤维素大分子的葡萄糖基上带有多个羟基，彼此之间由于分子引力和氢键的作用，使分子链之间极易聚集成束，这种束状结构称为超分子结构。 纤维素的超分子结构是植物细胞壁的骨架，对植物体有支持和保护作用，它埋在半纤维素、果胶和某些蛋白质中，成熟了的细胞壁再与基架物质木质素相结合。 2022-8-1

13、16我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-117纤维素超分子结构理论纤维素超分子结构理论 两相结构理论 纤维素的超分子结构由结晶区和无定形区构成。 据x射线研究，纤维素大分子的聚集，一部分的链分子彼此间以氢键结合，排列得有规则，彼此间距离最小，结合得最紧密，它呈现清晰的x射线衍射，这部分称为结晶区; 另一部分的分子链间虽有一定程度的氢键结合，但从空间数量上还没有达到在x射线图谱上反映出来的程度，因此链分子排列的规则性较差，不整齐，较松弛，但并不是完全无序的排列，其趋向与纤维主轴平行，

14、这部分称为无定形区。 2022-8-117我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-118结晶度结晶度 根据两相结构理论，纤维素超分子结构中结晶区质量占纤维素总质量的百分率称为纤维素的结晶度。 结晶度的高低，对纤维素的性质有着直接的影响。结晶度越高，纤维素材料的硬度、密度等越高，而吸湿性、润胀度及化学能力则下降。2022-8-118我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-119结

15、晶变体结晶变体 在纤维素中存在着化学组成相同而单元晶胞不同的同质多晶体，即纤维素的结晶变体，常见的有纤维素、和共5种结晶变体。 纤维素为天然纤维素的存在形式，可看成伸直链聚合物单晶，包括细菌纤维素、海藻和高等植物细胞中的纤维素；再生纤维素是型，是由纤维素经溶液中再生或丝光过程而得到的结晶变体，可能为规则折叠链结构，在热力学上较纤维素稳定；纤维素、用液氨或有机胺类化合物处理可得纤维素，又称氨纤维素；纤维素在250甘油中加热可得纤维素，又名纤维素T或高温纤维素；用盐酸在20与纤维素或纤维素作用，然后用水处理可得到很低聚合度(约为15-20)的纤维素粉末。这5种不同的结晶变体各有其不同的晶胞结构，可

16、由XRD、红外光谱等方法分析鉴定。 2022-8-119我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-120纤维素分离纤维素分离 传统的植物原料分离的方法 将植物原料用25%氢氧化钾溶液处理，再用20%硝酸和80%乙醇混合溶液在加热至沸腾的条件下处理无提取物的植物纤维原料，使其所含的木质素转变为硝化木质素，并溶于乙醇中，所得到的残渣即为硝酸乙醇纤维。这样所得的纤维素较纯，但易受到水解而影响降解。2022-8-120我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？

17、但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-121纤维素分离纤维素分离(2)综纤维素分离的方法 综纤维是指用温和的方法自木化植物粉末试样中脱去木质素后剩余的全部碳水化合物，即纤维素与半纤维素的总和，故又称为综纤维素。综纤维素中不可避免地包含了微量的残余木质素，所以用5%氢氧化钠溶液和24%氢氧化钾溶液分两步在氮气保护下处理综纤维素，重复处理，使其中的半纤维素和残余的木质素含量逐步下降，从而得到纤维素。2022-8-121我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8

18、-122纤维素性质纤维素性质 纤维素本身是白色的，密度为1.50-1.56kg/m3，比热容为1.34-1.38kJ/(kg.)。纤维素对热的传导作用轴向比横向大，其值大小与纤维的孔隙度有关，热值18400kJ/kg 绝干的纤维素对水有强烈的吸着作用，这一性质是纤维素最重要的物理性质，此外，纤维素在水、酸、碱或盐的水溶液等极性溶剂中，会发生润胀，使得分子之间的内聚力减弱，固体变得松软，体积变大，但并不失去其可见的均匀性。可以利用这一性质对纤维素进行碱性降解和酸性水解，以获得小分子的碳水化合物。 2022-8-122我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但

19、是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-123纤维素性质纤维素性质 纤维素链中每个葡萄糖基环上有三个活泼的羟基；一个伯羟基和两个仲羟基。因此，纤维素可以发生一系列与羟基有关的化学反应。纤维素的化学反应主要分为两大类：纤维素链的降解反应和与纤维素羟基有关的衍生化反应。前者包括纤维素的氧化、酸解、碱解、机械降解、光解、离子辐射和生物降解等，而后者则包括纤维素的酯化、醚化、亲核取代、接枝共聚和交联等化学反应。2022-8-123我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022

20、-8-124纤维素氧化反应纤维素氧化反应2022-8-124我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-125纤维素酯化反应纤维素酯化反应 在醋酸和硫酸催化剂存在下，纤维素与醋酐作用生成纤维素醋酸酯： 纤维素与硝酸、硫酸和水的混合物反应生成 纤维素硝酸酯：2022-8-125我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-126亲核取代反度亲核取代反度2022-8-126我吓了一跳，蝎子是

21、多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-127接枝共聚反应接枝共聚反应 纤维素的接纤维素的接枝 共 聚 反 应枝 共 聚 反 应可 分 为 三 个可 分 为 三 个基 本 类 型 ；基 本 类 型 ；游离基聚合游离基聚合、离 子 型 聚 合离 子 型 聚 合以 及以 及 缩 合 或缩 合 或加成聚合。加成聚合。2022-8-127我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-128交联反应交联反应 原

22、则上纤维素的交联反应至少有两个羟基(纤维素分子内或相邻纤维素分子的羟基基)参与，通过生成醚键或酯键的形式，与交联剂相结合2022-8-128我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-129纤维素受热分解纤维素受热分解2022-8-129我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-130纤维素受热分解纤维素受热分解 第一阶段：在25-150前，纤维素的物理吸附水解吸。 第二阶段：在15

23、0-240之间，纤维素大分子中某些葡萄糖基开始脱水。 第三阶段：在240-400之间，葡萄糖糖苷键开始断裂，一些碳-氧键和碳-碳键也开始断裂，并产生一些新的产物和低分子的挥发性化合物。 第四阶段:在400以上，纤维素大分子的残余部分进行芳环化，逐步形成石墨结构。 2022-8-130我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-131参考文献 高洁，汤烈贵.纤维素科学，科学出版社，1999.2022-8-131我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是

24、我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-1323.1.1 纤维素（掌握）3.1.2 半纤维素（掌握）3.1.3 木质素（掌握）3.1.4 蛋白质（了解）3.1.5 淀粉（了解）3.1.6 其它有机物（了解）3.1.7 其它无机物（了解）3.1生物质的组分与化学结构生物质的组分与化学结构2022-8-132我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-133 一、半纤维素的定义一、半纤维素的定义 最早提出半纤维素概念是在1891年，Schulze建议存在于植物细胞壁

25、中易于在热的稀矿物酸中水解成单糖的组分定名为半纤维素以后他又说：“半纤维与共它细胞壁组分不同之处在于它们对稀酸作用只有甚小的抵抗，近一步与稀酸共热，它们甚易溶入溶液中，也可溶于冷的5%NaOH水溶液中，不过容入速度较慢” 2022-8-133我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-134 一、半纤维素的定义一、半纤维素的定义 1925年Karre就把细胞壁聚糖按组成分为聚木糖、聚阿拉伯糖及聚甘露糖等，这种说法现仍应用在许多论文和书籍中，但此只能说明半纤维素的结构中存有的单糖基，而不能说

26、明其确实结构。 1928年Hess称半纤维素是辅助碳水化合物。 1932年，1937年Norman把半纤维素进一步分为两种，即纤维素聚糖(celluosans)和聚糖醛酸物(poryronide)，前者(无糖醛酸)与纤维素紧密地聚集在一起，后者(带糖醛酸)与木素紧密地聚集在一起。 2022-8-134我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-135 一、半纤维素的定义一、半纤维素的定义 Staudinger等1939年设计的名词为木聚糖(Polyoses)， 这个名词现仍被欧洲化学家广泛

27、应用着。从学术观点而论，用非纤维素的细胞壁聚糖较为合理，但因真正纤维素与抗碱半纤维素间的分界线并不明确，所以应用也并不广泛，由于半纤维素的发现是因与纤维素的碱溶解性质差别而提出的，在分离和提纯半纤维素过程中也是依据其碱溶解性质的不同而进行的，所以直到1978年Whistler等定义半纤维素时仍以此作依据，认为半纤维素是可被碱溶液抽提的除纤维素与果胶质以外的植物细胞壁聚糖。2022-8-135我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-136 一、半纤维素的定义一、半纤维素的定义 1962年

28、Aspinall开始从化学结构观点来明确叙述：“半纤维素是来源于植物的聚糖类，它们分别含有一至几种糖基，如D木糖基，D甘露糖基与D葡萄糖基或半乳糖基等构成的基础链，而其它糖基作为支链连接于此基础链上。”这才真正揭示了半纤维素的本质。2022-8-136我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-137二、半纤维素的化学结构二、半纤维素的化学结构 半纤维素(hemicellulose)与纤维素之间的化学结构差别主要在于以下几方面：不同的糖单元组成；短得多的分子链；分子中的支链；其主链可由一种

29、糖单元构成为均一聚糖如聚木糖类半纤维素；也可由二或更多种糖单元构成的非均聚糖如聚葡萄糖甘露糖类半纤维素；有些糖单元却常是或有时以支链连接到主链上，如4-氧-甲基葡萄糖醛酸和半乳糖等。2022-8-137我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-138半纤维素的糖单元构成半纤维素的糖单元构成 戊糖的D-木糖(D-xylose)和L-阿拉伯糖(L-arabinose)； 己糖的D-甘露糖(D-mannose)、D-葡萄糖(D-glucose)和D-半乳糖(D-galactose)； 己糖醛酸

30、的4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸(4-O-Methyl-glucuronic acid)、D-半乳糖醛酸(D-galacturonic acid)和D-葡萄糖醛酸(D-glucuronic acid) 少量脱氧己糖的L-鼠李糖(L-rhamnose)和L-岩藻糖(L-fucose)等。 2022-8-138我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-139三、半纤维素的存在与分布三、半纤维素的存在与分布 半纤维素都存在于植物之中，半纤维素都存在于植物之中，各种植物都各种植物都含有其特性半纤维

31、素，而且含量各异含有其特性半纤维素，而且含量各异表表3-23-2 2022-8-139我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-140三、半纤维素的存在与分布三、半纤维素的存在与分布半纤维素不同糖基在植物细胞中的分布也不同，由表可见，纤维素横向分布在整个细胞壁各层，但在M+P与S3分别仪为1与2%，绝大部分分布在S2层聚糖中的聚半乳糖葡萄糖甘露糖在M十P层仅有1，其余均交S层，其中S2层又占了绝大部分，达77%。聚阿拉伯糖4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸在M+P仅1%，呈现出从外到内逐渐增加

32、的趋势，主要存在在于S1和S3层。聚阿拉伯糖与聚半乳糖在M+P层分布较多，分别为30%和20%。 表3-3是苏格兰松正常木材管胞细胞壁中聚糖的分布2022-8-140我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-141三、半纤维素的存在与分布三、半纤维素的存在与分布 在植物纤维中，除棉花之外，多数是以细胞群体存在植物体中，因而一个纤维细胞就与周围纤维细胞或其它非纤维细胞之间就存在交界层，此交界层称为胞间层(middle lamella)，通常以M表示。细胞壁本身只分初生壁(primary w

33、all)和次生壁(secondary wall)，分别以P和S表示。次生壁由外到内又分外层(outer layer)、中层(middle 1ayer)和内层(inner layer)，分别以Sl，S2和S3表示。在未脱去木质素间木材细胞中，相邻细胞间层与初生壁是很难分开的，合在一起称为复合胞间层(compound middle lamella)。 2022-8-141我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-142四、半纤维素的分离和鉴定四、半纤维素的分离和鉴定 分离纤维素与半纤维素主要

34、利用二者在碱性溶液中不同的溶解度。不同浓度的碱溶液对不同组成的半纤维素具有不同的溶解能力，并具有一定的选择性。氢氧化钠或氢氧化钾是半纤维素提取中常用的碱。用5% KOH溶液可提取许多可溶性聚木糖和聚半乳糖-葡萄糖-甘露糖半纤维素，而大多数葡萄糖-甘露糖只能用较高浓度的碱(16-24%KOH或17.5%NaOH)提取。引起最大膨胀的碱浓度(10%LiOH、17.5 % NaOH、30%KOH)是提取聚甘露糖的最佳浓度。 2022-8-142我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-143五

35、、半纤维素的化学性质五、半纤维素的化学性质 除聚阿拉伯半乳糖外，各种高聚糖的主链都是由1,4-糖苷键组成，它们都是醛糖，都有大量的游离经基。半纤维素的化学性质也就表现在羟基、末端醛基和糖苷键上。一般说，半纤维素的化学性质与纤维素相似，但半纤维素基本上为无定形结构，它比纤维素更容易发生化学反应 (1)半纤维素的酯化和醚化反应 (2)半纤维素的氧化反应 (3)半纤维素的酸水解 (4)半纤维素的碱性降解2022-8-143我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-1443.1.1 纤维素（掌握

36、）3.1.2半纤维素（掌握）3.1.3木质素（掌握）3.1.4 蛋白质（了解）3.1.5淀粉（了解）3.1.6其它有机物（了解）3.1.7其它无机物（了解）3.1生物质的组分与化学结构生物质的组分与化学结构2022-8-144我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-145木质素（木质素（lignin）的定义）的定义 日本的八浜义和曾对木质素下过这样的定义： 木质素是在酸作用下难以水解的相对分子质量较高的物质，主要存在于木质化植物的细胞中，强化植物组织。其化学结构是苯丙烷类结构单元组成的

37、复杂化合物，含有多种活性官能团。2022-8-145我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-146一、木质素的结构一、木质素的结构 作为木质素的主体结构，目前认为以苯丙烷为结构主体，共有三种基本结构(非缩合型结构，图3-7)，即愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构：图图3-7 木质素的三种基本结构单元木质素的三种基本结构单元2022-8-146我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物20

38、22-8-147一、木质素的结构一、木质素的结构 针叶树木质素以愈创木基结构单元为主，紫丁香基结构单元和对羟苯基结构单元极少或没有。 由以上基本结构单元形成了如下一些基本部a外消旋松脂酚；b愈创木基甘油松伯醇醚；c脱氢联松柏醇；d1,2-二愈创木基丙烷-1,3二醇；e愈创木基甘油-松伯醇-愈创木基三聚物；f愈创木基甘油-松伯醇-4-苯基-4-愈创木基丙三醇四聚物 2022-8-147我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-148图图3-8 木质素分子基本部件木质素分子基本部件2022-

39、8-148我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-149图图3-9 木质素的推测结构举例（木质素的推测结构举例（Nimz建议的桃树木质素结构式）建议的桃树木质素结构式）2022-8-149我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-150二、木质素的分离二、木质素的分离木质素作为残渣的形式而得到的方法。这种方法虽然简单，成本也较低，但木质素往往已被改性，失去原来的化学结构和化学成分

40、。木质素被溶解成为溶液的形式而得到的方法。木质素作为溶质溶于不发生反应的溶剂中被抽提出来；或先形成中溶性的衍生物，再被适当的溶剂抽提溶出。 2022-8-150我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-151三、木质素的物理性质三、木质素的物理性质 (1)颜色(2)相对密度(3)光学性质(4)燃烧热 (5)溶解度(6)熔点2022-8-151我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8

41、-152四、木质素化学性质四、木质素化学性质 木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、共轭双键等活性基团，可以进行氧化、还原、水解、醇解、酸解、光解、酰化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩聚或接技共聚等许多化学反应。2022-8-152我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-153四、木质素化学性质四、木质素化学性质(1)木质素的磺化作用(2)木质素在硫酸盐蒸煮中的反应(3)木质素与氯的作用(4)木质素的氧化作用(5)木质素的显色反应(6)无机酸对木质素的作用(

42、7)木质素的热分解2022-8-153我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-154木质素显色反应木质素显色反应2022-8-154我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-155氧化反应氧化反应2022-8-155我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-1563.1.1

43、 纤维素（掌握）3.1.2半纤维素（掌握）3.1.3木质素（掌握）3.1.4淀粉（了解） 3.1.5 蛋白质（了解）3.1.6其它有机物（了解）3.1.7其它无机物（了解）3.1生物质的组分与化学结构生物质的组分与化学结构2022-8-156我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-157淀粉（淀粉（Starch） 淀粉与纤维素一样，是由D-葡萄糖和一部分麦芽糖结构单元组成的多糖，纤维素是以-葡萄糖苷键结合而成的，而淀粉是以-葡萄糖苷键结合而成的。此外，纤维素不溶于水，而淀粉则分为在热水

44、中可溶和不溶两部分，可溶部分称为直链淀粉（图3-10），占淀粉的10%-20%，相对分子质量1万-6万；而不溶部分称为支链淀粉（图3-11），占80%-90%，相对分子质量5万-10万，支链淀粉具有分支结构。 2022-8-157我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-158图图3-10 直链淀粉结构直链淀粉结构图图 3-11 支链淀粉结构支链淀粉结构2022-8-158我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：

45、表里边有一个活的生物2022-8-159蛋白质（蛋白质（Protein） 蛋白质是由氨基酸高度聚合而成的高分子化合物，随着所含氨基酸的种类、比例和聚合度的不同，蛋白质的性质也不同。蛋白质与纤维素和淀粉等碳水化合物组成成分相比，在生物质中所占比例较低。 元素组成都很相似，一般含碳(5056)、氢(68)、氧(1924)、氮(319)，此外，还含有硫(04)。有些蛋白质含有磷，少数含铁、铜、锌、钼、锰、镁、钴等金属，个别的含有碘。 各种蛋白质的氮含量均接近于16。此值在蛋白质定量上极为有用。因为在分析一个样品的蛋白含量时，一般都先测定该样品的总氮量的百分数，再乘以系数6.25来计算。6.25即10

46、0/16，为1g氮所代表的蛋白质重量。 2022-8-159我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-160三聚氰胺C3H6N6 N含量66.6%2022-8-160我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-161蛋白质蛋白质氨基酸(amino acid)是组成蛋白质的基本单位，是含有氨基和羧基的有机化合物。如果使用酸、碱或蛋白酶(proteinase)水解蛋白质，最后总可以得到约

47、20种不同氨基酸。这些氨基酸的结构虽然各不相同，但它们却有着共同的特性，它们的氨基和羧基都在-碳上，都属于-氨基酸。除甘氨酸外，其余氨基酸-碳原子都是不对称碳原子。它们的通式及构型如下：2022-8-161我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-162蛋白质蛋白质 组成蛋白质的20种氨基酸通过肽键连接成为多肽链，再由一条或一条以上肽链按各自特殊方式组合成蛋白质分子。 一级结构：一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，是蛋白质的最基本结构，它是由基因决定的。一级结构最为重要，因为它决定

48、了蛋白质的二、三级和高级结构。 二级结构：蛋白质分子中多肽主链骨架中各个不同肽段，因链内氢键或链间氢键形成有规则的构象，造成肽链本身呈-螺旋结构或-折叠结构，而有的肽段形成无规则的构象，这就是蛋白质分子的二级结构。 空间结构：蛋白质分子的空间结构是指蛋白质分子在各种二级结构的基础上，通过氢键、盐键、疏水键、范德瓦耳斯力等次级键的作用，进一步盘曲、折叠而成特定格式的复杂的空间结构，包括肽链中一切原子的空间排列方式，即原子在分子中的空间排列和组合方式，通常称为蛋白质的三级结构或四级结构。 2022-8-162我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到

49、愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-163蛋白质蛋白质 一级结构：一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，是蛋白质的最基本结构，它是由基因决定的。一级结构最为重要，因为它决定了蛋白质的二、三级和高级结构。 猪胰岛素分子的一级结构猪胰岛素分子的一级结构 2022-8-163我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-164蛋白质蛋白质 二级结构：蛋白质分子中多肽主链骨架中各个不同肽段，因链内氢键或链间氢键形成有规则的构象，造成肽链本身呈-螺旋结构(图3-13)或-折

50、叠结构，而有的肽段形成无规则的构象，这就是蛋白质分子的二级结构。-螺旋结构2022-8-164我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-165展开肽键的展开肽键的-片层结构片层结构2022-8-165我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022-8-166蛋白质蛋白质 空间结构：蛋白质分子的空间结构是指蛋白质分子在各种二级结构的基础上，通过氢键、盐键、疏水键、范德瓦耳斯力等次级键的作用(图